در همه این موارد نیروی دست یا نیروی پای شخص باعث حركت ، جابه جایی، تغییر شكل یا تغییر جهت جسم می شود.

تعاریف:

نیرو كشش و رانش است.

نیرو عاملی است كه باعث حركت اجسام ساكن می شود.

نیرو عاملی است كه باعث توقف اجسام متحرك می شود.

نیرو عاملی است كه باعث تغییر جهت اجسام می شود.

نیرو عاملی است كه باعث تغییر شكل اجسام می شود.

اقسام نیرو:

نیروی گرانش

نیروی اصطكاك

نیروی تكیه گاه

 نیروی الكتریكی

نیروی مغناطیسی

نیروی گرانش:

این مرد احتمالاً دانشمند معروف نیوتن است.

آورده اند كه او روزی در زیر درخت سیبی مشغول مطالعه بود. ناگهان سیبی از درخت جدا شد و به سر مبارك نیوتن اصابت كرد. او كه رشته افكارش از هم گسیخته شده بود سوالات زیادی در ذهنش ایجاد شد.
چرا این سیب به سمت پایین سقوط كرد ؟ چرا به طرف بالا نرفت؟ چه عاملی باعث شد كه سیب به سمت زمین كشیده شود؟ و هزاران سوال دیگر.

و نیوتن برای یافتن پاسخ سوالهایش مشغول مطالعه شد. نتیجه تحقیقات و مطالعات او به كشف قانون مهمی به نام قانون جاذبه عمومی یا قانون گرانش ختم شد.

این قانون را در قسمت های پایانی این فصل به طور كامل توضیح می دهیم.

مداد خود را از روی میز رها كنید، چه اتفاقی می افتد؟ مداد به سمت پایین حركت می كند و به زمین      می افتد.
آیا مداد خود به خود می تواند رو به بالا حركت كند؟ خیر . برای بلند كردن آن باید نیرویی رو به بالا وارد كنیم.
هر جسمی كه رها شود، به سمت پایین حركت می كند. این موضوع، به علت وجود نیروی جاذبه زمین است.
به نیروی جاذبه زمین، نیروی گرانش نیز گفته می شود.

نیروی جاذبه زمین بر همه چیزهایی كه در اطراف آن هستند وارد می شود.
و آنها را به سمت زمین می كشد . به همین علت است كه اجسام بر روی سطح زمین وزن دارند.

وزن (W) = نیروی گرانشی است كه از طرف زمین بر آن جسم وارد می شود.

نكته: هرچه از سطح زمین دور می شویم ، نیروی كشش زمین بر روی اجسام كم تر می شود.
و در فضاهای دور دست اجسام تقریبا در حالت بی وزنی قرار می گیرند.

نیروی تكیه گاه

هر جسمی یا روی یك جسم دیگر قرار دارد و یا از جایی آویزان است. به این جسم و یا نقطه آویز تكیه گاه می گوییم.

چرا خط كش خمیده شده است؟ نیروی وزن جسم ها به میله نیرو وارد می كند و باعث خمیده شدن خط كش می شود.
چرا جسم ها نمی افتد؟ میله نیرویی در جهت مخالف نیروی وزن به جسم ها وارد می كند و مانع از افتادن جسم ها می شود.
هر چه نیروی وزن جسم ها بیش تر باشد، نیرویی كه از طرف میله نیز وارد می شود، بیش تر است.

هر چه تعداد بچه هایی كه سوار قایق می شوند، بیشتر باشد، فرو رفتن سطح آب نیز بیش تر خواهد بود در نتیجه نیرویی كه رو به بالا به قایق وارد می شود نیز بیش تر خواهد بود.

به نیرویی كه تكیه گاه بر جسمی كه روی آن قرار دارد وارد می كند، نیروی تكیه گاه (N) می گوییم.

نكته: هر چه وزن جسم بیش تر باشد ، نیروی تكیه گاه نیز بیش تر خواهد بود. نیروی تكیه گاه برابر نیروی وزن جسم و در جهت مخالف آن است.

نیروی اصطكاك:

1) شخص نیروی كمی بر جسم وارد می كند. جسم هیچ حركتی نمی كند.

1) نیروی نسبتا بزرگی بر جسم وارد می كند. جسم به آرامی شروع به حركت می كند.

3) شخصی در زمینی هموار جسم را هل می دهد. به محض اینكه دست از هل دادن بر میدارد. بعد از مدتی جسم می ایستد.

4) اتومبیلی در مسیر افقی در حال حركت است به محض آنكه ترمز گرفته می شود بعد از مدت كوتاهی می ایستد.

در تمام این موارد، نیرویی در خلاف جهت حركت، به جسم وارد می شود. این نیرو، اصطكاك نام دارد.

نیروی اصطكاك را در دو حالت بررسی می كنیم.

1) جسم بر روی سطح كشیده می شود ولی ساكن می ماند.
حالت اول: اگر به جسم نیروی كوچكی وارد كنیم ، جسم ساكن می ماند. نیروی اصطكاك در خلاف جهت به جسم نیرو وارد می كند و جلوی حركت جسم را می گیرد.

حالت دوم: اگر مقدار نیرو را كمی افزایش دهیم، نیروی اصطكاك نیز افزایش می یابد و جلوی حركت جسم را می گیرد، در این صورت باز هم جسم ساكن می ماند.
به این نیروی اصطكاك ، نیروی اصطكاك ایستایی گفته می شود.

حال اگر به این جسم نیروی نسبتا بزرگی وارد شود، جسم دیگر ساكن نمی ماند و شروع به حركت می كند.
در این حالت نوع دوم نیروی اصطكاك را باید بررسی كنیم.
2) جسم بر روی سطح در حال حركت است.
به این نیروی اصطكاك ، نیروی اصطكاك جنبشی گفته می شود.

نكته: جهت نیروی اصطكاك همواره در جهت مخالف حركت جسم بر روی سطح است.

عوامل موثر بر نیروی اصطكاك:

الف- نیروی عمودی تكیه گاه كه مقدار این نیرو همیشه برابر نیروی وزن است.

ب- جنس سطح تماس دو جسم :
صاف یا زبر بودن سطح
رطوبت

1) هر چه نیروی تكیه گاه(یا نیروی وزن جسم) بیشتر باشد، باید نیروی بیش تری برای جابه جایی آن به كاربرد یعنی نیروی اصطكاك بین دو سطح افزایش می یابد.

2) هر چه سطح تماس بین دو جسم ناصاف تر باشد، اصطكاك بیش تری بین دو سطح وجود دارد بنابراین برای جابه جایی جسم باید نیروی بیشتری وارد كرد.

3) رطوبت باعث می شود دو سطح با یكدیگر تماس كمتری داشته باشند، در نتیجه نیروی كمتری برای جابه جایی جسم لازم است.

نیروی اصطكاك در مواردی مفید و در موارد دیگر مضر است.
موارد مفید:

موارد مضر:
1) در هنگام حركت اتومبیل، بخشی از انرژی مكانیكی اتومبیل صرف غلبه بر اصطكاك می شود.
2) در هنگام اسكی سواری

راههای كم كردن اصطكاك
1) صاف كردن سطوح (از بین بردن فرورفتگی و برجستگی های دو سطح)

2)استفاده از چرخ، غلتك، ساچمه

3) روغن كاری سطوح

4) استفاده از تخت هوا

در بعضی از انواع قطارها توده ی فشرده ای از هوا بین قطار و ریل فاصله می اندازد این كار باعث    می شود، اصطكاك بین ریل و قطار كاهش یافته و سرعت قطار افزایش یابد.

5) نوك تیز كردن سطوح: هر چه سطح جسمی كشیده تر باشد، سطح تماس آن با هوا كمتر است.
در اتومبیل های مسابقه برای كم شدن اصطكاك اتومبیل با هوای اطراف، اتومبیل ها را كشیده تر می سازند.

نیروی الكتریكی:
1) پسر بچه ای موهای تمیز و خشك خود را شانه می زند ولی به جای آنكه موهای او مرتب شود. موهای او به دنبال شانه كشیده می شود و موها نامرتب تر می شوند.
2) پسر بچه ای شانه را به خرده های كاغذ روی میز نزدیك می كند. خرده های كاغذ جذب شانه می شوند.
3) كودكی یك شانه پلاستیكی را به موهای خود مالش می دهد و آن را به باریكه آب نزدیك می كند، باریكه آب جذب شانه می شوند.

چه عاملی باعث این اتفاقات شده است.

1) نامرتب بودن موهای پسر بچه

2) خرده های كاغذ جذب شده به شانه

3) انحراف باریكه آب

این پدیده به علت وجود نیروی الكتریكی است.
وقتی دو جسم بر یكدیگر مالیده می شوند . بارهای الكتریكی در آنها به وجود می آید.

بارهای الكتریكی دو  نوع هستند.

1) بارهای منفی
2) بارهای مثبت

شما چگونگی تشكیل بارهای الكتریكی را در سال سوم راهنمایی می خوانید.
الف: هرگاه دو جسم بارهای مشابه(+ و+) یا (- و-) به یكدیگر نزدیك شوند همدیگر را می رانند.

ب: هر گاه دو جسم با بارهای متفاوت (- و+) به یكدیگر نزدیك شوند یكدیگر را می ربایند.

نیروی مغناطیسی

اگر یك آهن ربا را در براده های آهن بغلطانید، براده ها بیش تر به دو سر آن می چسبند، این قسمت ها كه خاصیت مغناطیسی قویتری دارند، قطب های آهن ربا نامیده می شود.

نكته: هر آهن ربا دو قطب دارد.
1- قطب شمال یاب(N)
2- قطب جنوب یاب(S)

دو قطب هم نام آهن ربا(N,N) یا (S,S) یكدیگر را می رانند.

دو قطب نا هم نام آهن ربا(S,N) یكدیگر را می ربایند.

توجه: در بوجود آمدن نیرو همواره دو جسم شركت دارند و هر جسم به جسم دیگر یك نیرو وارد می كند.

قوانین حركت:

برای اولین بار توسط نیوتون مورد بررسی قرار گرفت. به همین دلیل به قوانین نیوتون در حركت معروف شده
و شامل 3 قانون است.

قانون سوم نیوتن بیان می كند:

هرگاه جسم اول به جسم دوم نیرویی وارد كند. جسم دوم هم به جسم اول نیرویی وارد میكند. مساوی نیروی اول اما در خلاف جهت آن. یا به عبارت دیگر در مقابل هر كنشی ، واكنشی وجود دارد مساوی اما در جهت مخالف آن.

دو نیروی كنش و واكنش:
1) مساوی ، هم راستا و در دو جهت مخالف هستند.
2) بر هر دو جسم اثر می كند.
3) همزمان به وجود می آیند و همزمان از بین می روند.

توجه: اگر بخواهیم چیزی را به سمت شمال حركت دهیم، باید جهت نیروی ما به سمت شمال باشد.
اگر بخواهیم چیزی را به سمت غرب حركت دهیم، باید جهت نیروی ما به سمت غرب باشد.

جهت نیرو را می توان از روی موارد زیر تعیین كنیم.
1) نتیجه ی تاثیر نیرو بر جسم.
2) تغییری كه در شكل جسم به وجود می آید.
3) تغییری كه در حركت جسم به وجود می آید.

اندازه گیری نیرو:
قبل از آنكه بخواهیم نیرو را اندازه بگیریم، بهتر است با مفهوم جرم كاملاً آشنا شویم.
شما در دوره ابتدایی ؛ با مفهوم جرم تا حدودی آشنا شده اید. ما آن را به طور كامل توضیح می دهیم.

تعریف جرم:

جرم مقدار ماده تشكیل دهنده یك جسم است.

جرم یك جسم به دو عامل بستگی دارد:
1) تعداد ذره های سازنده آن ماده

هر چه تعداد ذره های سازنده ماده بیش تر باشد، جرم نیز بیش تری است.

2) جرم هر ذره

هر چه جرم هر ذره سازنده بیشتر باشد، جرم نیز بیشتر می شود.

وسیله اندازه گیری جرم:

ترازو

انواع ترازو:
1) ترازوی دو كفه ای معمولی
2) ترازوی دو كفه ای دقیق آزمایشگاهی
3) ترازوی سه اهرمی : در این نوع ترازو به جای قراردادن وزنه برای اندازه گیری جرم، از حركت دادن سه وزنه كه روی سه میله مدرج قرار گرفته اند. استفاده می شود.
4) ترازوی آشپزخانه
5) باسكول (برای اندازه گیری جرم اجسام بسیار سنگین)
6) ترازوهای دیجیتال

واحد اندازه گیری جرم:

1) كیلو گرم (kg)
2) گرم: (g)

برای اندازه گیری جرم های كوچك از واحد گرم استفاده می شود.
نكته: هر یك كیلو گرم ، 1000 گرم است.

3) تُن:

برای اندازه گیری جرم های بسیار بزرگ از واحد تن استفاده می كنیم.(هر یك تن، 1000كیلو گرم است.) واحد های اندازه گیری را به راحتی می توان به یكدیگر تبدیل كرد.

نكته: اگر بخواهیم كیلو گرم را به گرم تبدیل كنیم باید عدد مورد نظر را در 1000 ضرب كنیم .

مثال: 5 كیلو گرم چند گرم است؟

نكته: اگر بخواهیم گرم را به كیلو گرم تبدیل كنیم باید عدد مورد نظر را بر 1000 تقسیم كنیم.

مثال:500 گرم چند كیلو گرم است؟

نكته: هر چه جرم جسم بیش تر باشد، آن جسم سنگین تر است یعنی نیروی جاذبه زمین بر آن بیش تر است.

وزن(W) :

نیروی جاذبه ای است كه از طرف زمین بر جسم وارد می شود.
واحد اندازه گیری وزن:

نیوتن(N)

وسیله اندازه گیری :

نیروسنج

یك نیوتن مقدار نیرویی است كه از طرف زمین به یك جسم 100 گرمی وارد می شود.

زمین به هر یك كیلوگرم از جرم جسمی نیرویی معادل10 نیوتن وارد می كند.

در واقع می توان گفت كه در روی سطح زمین وزن یك جسم(بر حسب نیوتن) از نظر عددی تقریبا ده برابر جرم آن (بر حسب كیلو گرم) است.

تفاوت جرم و وزن

نكته: اگر یك فضاپیما به فضاهای دور دست سفر كند. ممكن است به جایی برسد كه دیگر تقریباً بر آن هیچ نیروی جاذبه ای واد نشود، یعنی در حالت بی وزنی قرار بگیرد. اما در چنین حالتی این فضاپیما همچنان جرم دارد و ذرات سازنده آن پابرجا هستند.
جرم یك جسم تا زمانی كه ذرات سازنده آن كم یا زیاد نشده اند، ثابت می ماند در حالیكه وقتی جسمی از زمین دور شود وزن آن كم و كمتر می شود تا جایی كه در فضاهای دور دست وزن آن تقریبا صفر است یعنی در حالت بی وزنی قرار دارد.

 نیروی جاذبه ماه تقریباً یك ششم كره زمین است.
برای به دست آوردن وزن یك جسم در كره ماه باید جرم آنرا در یا 6/1 ضرب كنیم.
مثال : جرم جسمی 6 كیلو گرم است . وزن آن در كره زمین و كره ماه چقدر است.

قانون گرانش یا قانون جاذبه عمومی:
هر دو جسمی بر یكدیگر نیروی جاذبه وارد می كنند. هر چه جرم جسم بیشتر باشد، نیروی جاذبه بین آنها بیشتر است.
هر چه فاصله دو جسم از هم بیش تر شود، نیروی جاذبه آنها كم تر می شود.
به همین دلیل است كه با دور شدن فضا پیما از سطح زمین نیروی جاذبه زمین بر روی آنها كاهش می یابد.